唐本忠院士、王志明研究员AM：平面型吲哚并咔唑衍生物实现高效率高色纯度有机电致发光器件
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阅读： 2024/1/17 16:05:42
有机荧光材料的发光光色和色纯度是评价材料的重要参数。然而常见的电子给体-受体型荧光分子的光谱普遍较宽导致其色纯度不高。新兴的多重共振(MR)类分子具有理想的窄光谱发射，但是其在实现宽带隙荧光发射方面有一定的限制。如何同时实现宽带隙和窄光谱的发射是有机光电领域一项重大的挑战。
图1 TIC-BO分子设计
华南理工大学唐本忠院士团队王志明研究员课题组在之前的研究工作中开发了一种简便巧妙的合成吲哚并咔唑(ICz)平面型衍生物的方法(DHCC法)，并将其应用于宽带隙紫外光窄发射材料的开发研究中(Angew. Chem. Int. Ed.,2022, 61, e202209425)。近期，在前期研究工作的基础上，该课题组继续利用DHCC法将紫外发射的MR型电子受体基团DOBNA和电子供体基团ICz结合起来，设计构筑了具有刚性平面结构的蓝紫光材料TIC-BO(图1)。研究者发现，得益于刚性的分子结构对结构畸变的抑制和中程电荷转移态对激发态电子云重叠程度的调节(图2)，可以实现对TIC-BO分子发射光谱的窄化，提高材料的色纯度。光物理测试中TIC-BO表现为宽禁带的紫外光发射，其在稀溶液中的发射主峰为424 nm，半峰宽为40 nm (图3)，同时在掺杂薄膜中TIC-BO表现出典型的热活化延迟荧光(TADF)性质。
图2 理论计算模拟结果
图3 材料的光物理性质
以TIC-BO为发光层材料制备的掺杂器件可以保持宽带隙蓝紫光和窄光谱的发射；器件的最大外量子效率为20.5%，在蓝紫光区域内是目前报道的最高数值(图4)。这项工作成功实现了对高性能宽带隙蓝紫光窄发射材料的设计，为后续宽带隙有机荧光材料的光谱窄化提供一种思路。
图4 基于TIC-BO的掺杂器件
该工作以“Rational Medium-Range Charge Transfer Strategy Toward Highly Efficient Violet-Blue Organic Light-Emitting Diodes with Narrowed Emission”为题发表在《Advanced Materials》上（Adv. Mater. 2023, 2310417.）。文章共同第一作者是华南理工大学博士后何鑫博士和博士研究生娄敬丽，通讯作者为王志明研究员和唐本忠院士。该研究得到国家自然科学基金委的基础科学中心项目(21788102)和面上基金(21975077)、广东省自然科学基金(2022B1515020084)、广东省分子聚集发光重点实验室开放基金项目(2019B030301003)、广东省基础与应用基础研究基金项目(2022A1515110830, 2023B1515040003)及发光材料与器件国家重点实验室自立科研项目（Skllmd-2022-01）等经费支持。
参考文献：
He, X.; Lou, J.; Li, B.; Dong, X.; Zhong, Fei.; Liu, W.; Feng, X.; Yang, D.; Ma, D.; Zhao, Z.; Wang, Z.; Tang, B. Z., Rational Medium-Range Charge Transfer Strategy Toward Highly Efficient Violet-Blue Organic Light-Emitting Diodes with Narrowed Emission. Adv. Mater., 2023, 2310417.
转自：“高分子科学前沿”微信公众号
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